阻挡增强的PET多层容器的制作方法

文档序号:11330194阅读:383来源:国知局
阻挡增强的PET多层容器的制造方法与工艺
相关申请的交叉引用本申请要求于2015年2月13日提交的美国临时申请号62/116,226的优先权的权益,将该临时申请通过引用以其全文结合在此。本披露涉及具有改进的阻挡增强特性的聚酯饮料瓶如pet碳酸软饮品瓶,以及相关的预成型件和方法。
背景技术
:聚对苯二甲酸乙二酯(pet)容器已经广泛地用于包装碳酸软饮品(csd)、果汁、水、以及其他饮料,由于其澄清度以及良好的机械特性的组合。然而,pet对通过氧气和二氧化碳的渗透的相对敏感性限制了其在较小尺寸的包装中以及对于氧气敏感性产品的包装的应用。因此,在包装工业中存在用于进一步改进pet的气体阻挡特性的需要。已经开发了不同技术来增强针对小气体分子的渗透的pet的阻挡。例如,可以将气体阻挡增强添加剂结合到单层配置中的pet内以通过反增塑机制增加其模量和气体阻挡特性。然而,高水平的结合可以使pet降解并且使其特性粘度(i.v.)恶化,尤其当该添加剂含有可以与pet反应的官能团。增强pet的气体阻挡特性的另一种途径是在制备树脂或将树脂与其他组分共混中结合共聚单体。实例包括用间苯二甲酸(ipa)共聚单体改性的pet、聚萘二甲酸乙二酯(pen)和pet的共混物或共聚物、以及类似物。为了实现适度的阻挡增强(至少2倍),改性典型地要求高百分比的共聚单体,这可以不利地影响pet的拉伸特性并且要求新的预成型件设计。可以将有机或无机涂层施加在容器的外表面或内表面上,作为提高其对气体渗透的耐受性的手段。然而,此类技术的实施典型地要求对于通常在包装饮料的制造中不利用的涂覆设备的大量资本投资。还已经开发了具有被夹在两个或更多个pet层之间的高阻挡材料的多层容器,其中该阻挡材料通常是除了pet之外的聚合物。由于在材料组成中的差异,多层容器经常倾向于层离,因此影响这些容器的外观以及阻挡和机械性能。进一步地,含有聚合物如尼龙和evoh的pet多层容器由于与pet的不相容性在再循环期间可以发展黄度和雾度。多层途径的另一种变体是将阻挡增强添加剂共混到pet内并且将该共混物夹在两个pet层之间。此类添加剂的高水平的结合可以导致中间层的增塑,这实质上影响容器的整体机械特性。另外,在较高温度下,蠕变和瓶膨胀可以使阻挡改进益处减少,并且与共混此类添加剂相关的操作问题可以是有问题的。因此,存在增强用于应用如包装碳酸饮料和氧气敏感性饮料和食品中的pet的阻挡性能的持续的需要。不使pet降解、实质上影响其拉伸比、或不利地影响pet的澄清度的方法是最需要的。技术实现要素:本披露提供了具有改进的阻挡增强特性的新的多层聚酯容器如pet碳酸软饮品瓶。还披露了相关的瓶预成型件以及制成该瓶并且增强pet的气体阻挡特性的方法。这些容器是对于增强的阻挡性能设计的多层结构,使这些容器尤其在用于碳酸饮料以及氧气敏感性饮料和食品的包装应用是有用的。该容器设计以及制成该容器的方法不使pet降解,它们实质上也不影响pet拉伸比,意味着在制造这些容器中可以利用现有的设备和方法。还发现,这些容器设计和方法不会不利地影响该pet瓶或容器的澄清度。根据一个方面,提供了一种多层容器,该容器包含:a)限定外表面的外层以及限定内表面和内部空间的内层,其中该外层包含聚酯,并且该内层包含2,5-呋喃二甲酸酯聚酯(例如像,聚(亚乙基呋喃-2,5-二甲酸酯)(pef)聚合物或共聚物)。在多层容器中,其中该内层包含约5、7.5、10或更多的重量%的2,5-呋喃二甲酸酯聚酯(例如,聚(亚乙基呋喃-2,5-二甲酸酯)(pef)-聚合物),在约22c下和在约38c下相对于基本上相同的重量和尺寸的单层pet容器的该容器中的co2和/或o2阻挡改善因子(bif)可以是从约1.0至至少2.0或更大。根据另一个方面,提供了一种多层容器,该容器包含:a)限定外表面的外层以及限定内表面和内部空间的内层,其中每个层包含聚酯;以及b)被布置在该外层与该内层之间的阻挡层,该阻挡层包含2,5-呋喃二甲酸酯-基聚酯或其共混物(例如像,聚(亚乙基呋喃-2,5-二甲酸酯)(pef)-基聚合物或共聚物或共混物),该聚酯或其共混物可以包括聚酯、尼龙、聚合物、聚乙烯共聚物或其改性的共聚物、聚丙烯共聚物或其改性的共聚物、离聚物、丙烯腈丙烯酸甲酯共聚物、改性的乙基-丙烯共聚物以及改性的基于苯乙烯和乙烯-丁烯的三嵌段共聚物如fg1901x。在多层容器中,其中该2,5-呋喃二甲酸酯聚酯(例如,聚(亚乙基呋喃-2,5-二甲酸酯)(pef)-基聚合物)包含至少5mol%的该pef-基聚合物的呋喃-2,5-二甲酸共聚单体以及一种或多种二酸共聚单体,在约22c和约38c下相对于基本上相同的重量和尺寸的单层pet容器的该容器中的co2和/或o2阻挡改善因子(bif)可以是从约1.0至至少2.0或更大。本披露进一步提供了一种预成型件,其中该预成型件可以包含以下:a)限定外表面的外层以及限定内表面的内层,其中该外层包含聚酯;并且该内层包含2,5-呋喃二甲酸酯聚酯。2,5-呋喃二甲酸酯聚酯的典型实例是聚(亚乙基呋喃-2,5-二甲酸酯)(pef)聚合物。因此,还提供了一种使用这种预成型件制成多层容器的方法,该方法包括提供预成型件并且拉伸吹塑模制该预成型件以提供该多层容器。本披露进一步提供了一种预成型件,其中该预成型件可以包含以下:a)限定外表面的外层以及限定内表面的内层,其中每个层包含聚酯;以及b)被布置在该外层与该内层之间的阻挡层,该阻挡层包含2,5-呋喃二甲酸酯聚酯如聚(亚乙基呋喃-2,5-二甲酸酯)(pef)聚合物或其共混物,其可以包括聚酯、尼龙、聚合物、聚乙烯共聚物或其改性的共聚物、聚丙烯共聚物或其改性的共聚物、离聚物、以及丙烯腈丙烯酸甲酯共聚物。因此,还提供了一种使用这种预成型件制成多层容器的方法,该方法包括提供预成型件并且拉伸吹塑模制该预成型件以提供该多层容器。本披露的这些和其他方面、特征以及实施例将通过参照在此提供的附图、权利要求书以及详细的披露来理解。附图说明在如下在此提供的附图中说明了本披露的各种方面和实施例。图1提供了本披露的实施例的两个图示。一个图示描绘了该多层容器以及其限定外表面的pet外层以及限定内表面的pef内层的截面。另一个图示描绘了该多层容器以及其限定外表面的pet外层(右)以及限定内表面的pet内层(左)以及具有约5-10mol%的聚(亚乙基呋喃-2,5-二甲酸酯)(pef)聚合物的被布置在该外层与该内层之间的阻挡层的截面。图2说明了在使用astmd3163的修改“用于通过拉伸负荷确定在剪切中的粘合性结合的硬质塑料搭接剪切接合处的强度的标准测试方法”测试在csd测试瓶的层之间的接合处或界面的强度中使用的试样尺寸。这种修改的测试用于确认首先在衬底膜之一的机械断裂之前的层的界面处或在拉伸测试单元的夹持处发生的失效。详细说明本披露提供了一种多层聚酯(特别地pet)容器,该容器具有超过常规的单层pet容器的改进的气体阻挡特性。例如,提供了被“夹”在两个pet层之间的具有相对于pet的优越的气体阻挡和机械特性的2,5-呋喃二甲酸酯聚酯阻挡层(例如像,聚(亚乙基呋喃-2,5-二甲酸酯)(pef)阻挡层)以便实现相对于相同尺寸和形状的常规的单层pet容器的针对气体渗透的显著更高的阻挡。通过在此披露的途径提供的瓶和容器设计关于pet降解比许多其他来自增强pet气体阻挡特性的其他尝试的设计更稳定。本方法实质上不影响pet拉伸比,意味着典型地可以使用现有的设备和方法,并且没有不利地影响pet瓶或容器的澄清度。贯穿本披露并且当上下文允许时,提及聚(亚乙基呋喃-2,5-二甲酸酯)(pef)聚合物或共聚物可以被用作2,5-呋喃二甲酸酯聚酯或共聚酯的实例,并且当具体提及重量或摩尔百分比以及类似的参数关于pef聚合物或共聚物时,此类参数还旨在与在此披露的任何2,5-呋喃二甲酸酯聚酯或共聚酯一起使用。当用于这些多层容器特别地csd容器中时,发现一些2,5-呋喃二甲酸酯聚酯阻挡层作为阻挡层提供了出人意料地改进的结果。当聚(亚乙基呋喃-2,5-二甲酸酯)(pef)阻挡层被用作一个实例时,合适的2,5-呋喃二甲酸酯聚酯阻挡层可以包含以下各项、可以由以下各项组成、可以主要由以下各项组成、或可以选自以下各项:聚(亚乙基-2,5-呋喃二甲酸酯)(pef);聚(三亚甲基-2,5-呋喃二甲酸酯)(ptf);聚(亚丁基-2,5-呋喃二甲酸酯)(pbf);聚(异山梨醇-2,5-呋喃二甲酸酯)(pisf);聚(异艾杜醇-2,5-呋喃二甲酸酯)(piif);聚(异甘露醇-2,5-呋喃二甲酸酯)(pimf);聚(亚新戊基-2,5-呋喃二甲酸酯)(pnpgf);聚(亚乙基-2,5-呋喃二甲酸酯)与1,8-萘二甲酸酯(pef-pen)、聚(1,4-亚苯基-2,5-呋喃二甲酸酯)(pchf);聚(1,2-二甲基亚苯基-2,5-呋喃二甲酸酯)(pdmff);以及其任何组合、其混合物、或其共聚物。在一个方面,例如,该聚(亚乙基-2,5-呋喃二甲酸酯)与1,8-萘二甲酸酯(pef-pen)可以包括约10mol%的1,8-萘二甲酸酯。这些2,5-呋喃二甲酸酯聚酯在一些应用如如在此披露的csd容器中提供阻挡层是有用的,而且在制造例如纤维、膜、容器(包括但不限于csd容器)、模制零件、医学产品如用于医学流体的袋子、以及类似物中是有用的。这些以及根据本披露的任何2,5-呋喃二甲酸酯聚酯和共聚酯可以具有长链支化。在另一方面,一些其他类型的2,5-呋喃二甲酸酯共聚酯阻挡层作为阻挡层可以提供出人意料地改进的结果。例如,2,5-呋喃二甲酸酯与至少一种或多种以下二醇的共聚酯可以提供根据本披露的阻挡层性能:2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇;1,3-环己烷二甲醇;1,4-环己烷二甲醇;及其任何组合。也就是说,在此披露的2,5-呋喃二甲酸酯聚酯阻挡层可以包含任何这些聚酯、可以由任何这些聚酯组成、可以主要由任何这些聚酯组成、或可以选自任何这些聚酯。例如,可以使用2,5-呋喃二甲酸酯的共聚酯,如在授予陶氏化学公司(dowchemicalcompany)的wo2014/100254中披露的那些,该专利在此通过引用结合在相关部分中。此外,这些2,5-呋喃二甲酸酯共聚酯在一些应用如如在此披露的csd容器中提供阻挡层是有用的,而且在制造例如纤维、容器(包括但不限于csd容器)、模制零件、医学产品如用于医学流体的袋子、以及类似物中是有用的。在另一方面,本披露提供了新颖的2,5-呋喃二甲酸酯聚酯和共聚酯。例如,在此披露的是以下新颖的聚酯和共聚酯:聚(亚新戊基-2,5-呋喃二甲酸酯)(pnpgf);聚(亚乙基-2,5-呋喃二甲酸酯)与1,8-萘二甲酸酯(pef-pen);聚(1,4-亚苯基-2,5-呋喃二甲酸酯)(pchf);聚(1,2-二甲基亚苯基-2,5-呋喃二甲酸酯)(pdmff);以及其任何组合、其混合物、或其共聚物。这些新颖的2,5-呋喃二甲酸酯聚酯和共聚酯还可以用于在一些应用如如在此披露的csd容器中提供阻挡层。这些新颖的聚酯和共聚酯还可以用于制造例如,纤维、膜、容器(包括但不限于csd容器)、模制零件、医学产品如用于医学流体的袋子、以及类似物中。在一个方面,本披露提供了一种多层容器,该容器包含:a)限定外表面的外层以及限定内表面和内部空间的内层,其中该外层包含聚酯;并且b)该内层包含2,5-呋喃二甲酸酯聚酯(例如,聚(亚乙基呋喃-2,5-二甲酸酯)(pef)聚合物或共聚物)。该容器典型地是从结合对于该容器本身如在此陈述的相应层的预成型件拉伸吹塑模制的。图1说明了本披露的一个实施例,其中以截面图示出了具有pet外层和pef内层的多层容器。根据另一方面,该外层和该内层各自独立地可以具有从约0.1mm至约1.5mm、可替代地从约0.2mm至约1.2mm、或可替代地从约0.3mm至1mm的厚度。图1说明了本披露的一个实施例,其中以截面图示出了具有示出的pet外层和pef内层以及具有约5-10wt.%的聚(亚乙基呋喃-2,5-二甲酸酯)(pef)聚合物的总重量结构的被布置在该外层与该内层之间的阻挡层的多层容器。根据另一方面,该外层和该内层各自独立地可以具有从约0.1mm至约1.5mm、可替代地从约0.2mm至约1.2mm、或可替代地从约0.3mm至1mm的厚度。该阻挡层可以具有从约0.05mm至约1.2mm、可替代地从约0.075mm至约1mm、或可替代地从约0.1mm至约0.8mm的厚度。该外层和该内层一起可以包含该总多层容器重量的从约10wt%至约99wt%、可替代地从约15wt%至约97.5wt%、或可替代地该总多层容器重量的从约20wt%至约95wt%。被夹在该聚酯外层与内层之间的2,5-呋喃二甲酸酯聚酯,例如,聚(亚乙基呋喃-2,5-二甲酸酯)(pef)聚合物可以包含从约0.1mol%至约20mol%的呋喃-2,5-二甲酸共聚单体以及从约80mol%至约99.9mol%的对苯二甲酸共聚单体。因此,典型地以摩尔(mol)百分比表示的pef二酸共聚单体的有用的量可以广泛地变化。例如,二酸共聚单体的有用的量典型地以摩尔(mol)百分比表示,并且这些pch二酸以及pah二酸共聚单体可以是以任何量用于根据本披露的树脂中,并且这些量总体上将取决于有待结合的特定共聚单体变化。例如,可以将该二酸共聚单体以约:总二酸单体含量的从1至20mol%、可替代地从2至15mol%、可替代地从5至10mol%、或可替代地从6至8mol%的范围结合到该树脂内。因此,可以将该二酸共聚单体结合到该树脂内,其摩尔百分比是总二酸单体含量的约1mol%、2mol%、3mol%、4mol%、5mol%、6mol%、7mol%、8mol%、9mol%、10mol%、11mol%、12mol%、13mol%、14mol%、15mol%、16mol%、17mol%、18mol%、19mol%、或20mol%。还可以将该二酸共聚单体以在任何这些特定列举的摩尔百分比之间(例如,从约3mol%至约7摩尔%)的范围内结合到该树脂内,或仍然可替代地,可以在小于、或小于并且等于任何这些特定列举的摩尔百分比(例如,小于约20mol%或小于约10mol%)存在。该2,5-呋喃二甲酸酯聚酯如该pef聚合物可以具有从约0.1至约2.0dl/g的特性粘度(i.v.)。可替代地,该pef聚合物可以具有从约0.2至约1.5dl/g、可替代地从约0.3至约1.2dl/g、并且仍然可替代地从约0.4至约1.0dl/g的特性粘度。在不同方面,该多层容器中的2,5-呋喃二甲酸酯聚酯如聚(亚乙基呋喃-2,5-二甲酸酯)(pef)聚合物具有约10800的重均分子量(mw)以及约0.25dl/g或更大的特性粘度(i.v.)。该pef聚合物还可以具有约45100的mw以及约0.65dl/g或更大的i.v.;或可替代地,pef聚合物还可以具有约62000的mw以及约0.80dl/g或更大的i.v.。重均分子量/i.v.关系通过mark-houwink方程测量。关于该多层容器的外层和内层,该外层和该内层中的任一者或两者可以包含聚(对苯二甲酸乙二酯)。该容器的实施例具有外层和内层两者,各自包含聚(对苯二甲酸乙二酯)。进一步地,如果需要,该外层和该内层中的任一者或两者可以包含聚(对苯二甲酸乙二酯)-基共聚物,该共聚物具有使用共二酸的二酸改性、使用共二醇的二醇改性、或两者。在这种情况下,例如,该外层和该内层中的任一者或两者可以包含聚(对苯二甲酸乙二酯)-基共聚物,该共聚物具有小于20摩尔百分比的使用共二酸的二酸改性、小于10摩尔百分比的使用共二醇的二醇改性、或两者。进一步地,该外层和该内层可以各自包括具有某个再循环含量的聚(对苯二甲酸乙二酯)。如果需要,该多层容器的外层和内层的聚酯组合物可以包含一种或多种聚合物,该一种或多种聚合物选自以下各项的均聚物、共聚物或共混物:聚对苯二甲酸乙二酯(pet);聚对苯二甲酸丁二酯(pbt);聚对苯二甲酸丙二酯(ppt);聚萘二甲酸乙二酯(pen);聚(乙烯呋喃酸酯)(pef);以及环己烷二甲醇/pet共聚物。在实例部分中的表中,示出了对于co2损失(表2)和o2传递(表3)的气体渗透的贮藏寿命测试以及阻挡改善因子的结果,其中对于本披露的多层容器证实了阻挡改善因子的改进。在每种情况下,将20克(g)、12盎司(oz)的pef多层可口可乐经典玻璃瓶(contourbottle)进行测试并且与pet单层瓶相比较。这些数据的结果示出了,甚至在升高的温度以及高的相对湿度下,这些多层瓶维持超过单层对照瓶的阻挡改善因子(bif)。例如,在多层容器中,其中该内层是2,5-呋喃二甲酸酯聚酯(如聚(亚乙基呋喃-2,5-二甲酸酯)(pef)聚合物),相对于基本上相同的重量和尺寸的单层pet容器该容器中的co2和/或o2阻挡改善因子(bif)可以是从约1.2至约1.3(在室温下)。当该聚(亚乙基呋喃-2,5-二甲酸酯)(pef)内层聚合物包含约7.5wt.%的pef时,该容器可以具有约1.5的在约22c和38c的温度下相对于基本上相同的重量和尺寸的单层pet容器的co2或o2阻挡改善因子(bif)。将该聚(亚乙基呋喃-2,5-二甲酸酯)(pef)聚合物内层增加至约10wt%的pef,该容器具有约1.6的在约22c和38c的温度下相对于基本上相同的重量和尺寸的单层pet容器的co2或o2阻挡改善因子(bif)。在其他方面和实例中,该多层容器可以具有对于12oz的容器在室温下至少13周的贮藏寿命,以及从约1.2至约1.7或更大的在室温下相对于基本上相同的重量和尺寸的单层pet容器的co2或o2阻挡改善因子(bif)。在其他方面,如果需要,该外层或内层以及任选的阻挡层中的至少一个进一步包含以该多层容器重量的约0.1wt%至约5wt%的总量的气体阻挡添加剂。该外层、该内层、以及该任选的阻挡层中的至少一个可进一步包含如果需要着色剂、uv阻断剂、润滑剂、滑爽剂、加工助剂、抗氧化剂、抗微生物剂、热稳定剂、或其任何组合。最后,本披露提供了包装饮料本身,该包装饮料包括所披露的多层容器以及被布置在该多层容器的内部空间中的饮料。在本披露中还提供了一种预成型件,其中该预成型件可以包含:a)限定外表面的外层以及限定内表面的内层,其中每个层包含聚酯;以及b)在该外层与该内层之间布置的阻挡层,该阻挡层包含聚(亚乙基呋喃-2,5-二甲酸酯)(pef)聚合物。因此,还披露了一种使用这种预成型件制成多层容器的方法,该方法包括提供如在此披露的预成型件并且拉伸吹塑模制该预成型件以提供该多层容器。在一个方面,使用astmd3163的修改“用于通过拉伸负荷确定在剪切中的粘合性结合的硬质塑料搭接剪切接合处的强度的标准测试方法”获得了在层之间的接合处或界面的强度的一种量度。这种方法的修改用于适应样品的不同形状和尺寸。所测试的原始样品是用于碳酸软饮品(csd)的多层瓶,包括:具有3.6wt%的mxd6作为中间层的24g的多层csd500ml瓶;具有5wt%的pef作为中间层的20g的多层csd330ml瓶,以及具有3wt%的plemat作为中间层的19.5g的多层csd330ml瓶。进行初步测试以确认首先在衬底膜之一的机械断裂之前的层的界面处或在拉伸测试单元的夹持处发生的失效。图2说明了在使用astmd3163的修改测试在csd测试瓶的层之间的接合处或界面的强度中使用的试样尺寸。每个瓶的标签板用于制备每个测试试样。将样品切成25mm宽的条。在该测试之前,将每个试样小心地层离以在负荷方向上的中心处留下已知的重叠区域。然而,这个初步层离步骤对于含有反增塑化合物plemat的试样是不可行的,因为作为改性的pet的plemat非常良好地熔融到这些pet外层上,从而使该样品关于层离表现的更像单层。其结果是,不测试该plemat样品。如图2中说明的,该试样的重叠长度和总长度分别是12mm和50mm。切割这些条,使得将负荷施加在该瓶的环向上。测试每种样品的七个试样。表1总结了对于层间强度结果获得的数据。在95%置信下,在这些多层样品之间观察到显著的统计差异。当与含有mxd6(通过间二甲苯二胺(mxda)与己二酸的缩聚作产生的结晶聚酰胺)作为中间层的pet样品相比时,含有pef作为中间层的pet样品示出了每面积更高的层离应力和层离能量。这些结果证实了帮助减少多层膜的层离的在pef与pet层之间的明显地更好的粘附性。表1.层间强度结果实例将具有能够在再热拉伸吹塑模制时拉伸至较高的拉伸比的不同预成型件设计的多层pef/pet预成型件(18g)制造并且吹塑成12oz.的可口可乐经典玻璃瓶。对瓶进行测试,以与相同重量和尺寸的单层pet瓶比较。表2中提供了一些基础聚合物和瓶表征参数。表2.一些基础聚合物和瓶表征参数参数对照5%pef10%pef15%pef预成型件溶液iv(dl/g)0.7900.7900.7800.800瓶重量(g)18.118.118.118.1最大体积膨胀(%)67866661发现,当与单层对照瓶相比时,由于将pef结合在中间层中,不存在这些瓶的机械或热特性的显著减少。因此,这些多层瓶的物理性能非常类似于单层对照瓶的物理性能。下表示出了用表3中示出的co2损失的气体渗透的贮藏寿命测试以及阻挡改善因子的结果。在表3中,该ftir预测的贮藏寿命结果示出了,对于pef多层20g、12oz.的可口可乐经典玻璃瓶,超过单层瓶的对通过co2的渗透的耐受性的增强。(自始至终,克被缩写成g或gm,并且盎司典型地被缩写成oz.)表3.对于pef多层18g、12oz.的可口可乐经典玻璃瓶的co2阻挡改进数据制造基于到18gm的预成型件设计的芯棒变化的多层pet/pef的16gm的较高拉伸比的预成型件并且吹塑成12oz.的可口可乐经典玻璃瓶。对瓶进行测试,以与相同重量和尺寸的单层pet瓶比较。表4中提供了一些基础聚合物和瓶表征参数。表4.一些基础聚合物和瓶表征参数参数对照10%pef预成型件溶液iv(dl/g)0.7900.790瓶重量(g)16.216.3最大体积膨胀(%)67101发现,当与单层对照瓶相比时,由于将pef结合在中间层中,不存在这些瓶的机械或热特性的显著减少。因此,这些多层瓶的物理性能非常类似于单层对照瓶的物理性能。下表示出了以表5中示出的co2损失的气体渗透的贮藏寿命测试以及阻挡改善因子的结果。在表5中,该ftir预测的贮藏寿命结果示出了,对于pef多层20g、12oz的可口可乐经典玻璃瓶,超过单层瓶的对通过co2的渗透的耐受性的增强。表5.对于pef多层16g、12oz.的可口可乐经典玻璃瓶的co2阻挡改进数据制造多层pef/pet预成型件(20克)并且将其拉伸吹塑模制成12oz.的可口可乐经典玻璃瓶。对瓶进行测试,以与相同重量和尺寸的单层pet瓶比较。表6中提供了一些基础聚合物和瓶表征参数。表6.一些基础聚合物和瓶表征参数参数对照5%pef7.5%pef10%pef预成型件溶液iv(dl/g)0.8070.8090.8040.810瓶重量(g)19.919.9820.1020.10最大体积膨胀(%)78.782.396.980.0发现,当与单层对照瓶相比时,由于将pef结合在中间层中,不存在这些瓶的机械或热特性的显著减少。因此,这些多层瓶的物理性能非常类似于单层对照瓶的物理性能。下表示出了以表7中示出的co2损失以及表8中示出的o2传递的气体渗透的贮藏寿命测试以及阻挡改善因子的结果。在表7中,该ftir预测的贮藏寿命结果示出了,对于pef多层20g、12oz的可口可乐经典玻璃瓶,超过单层瓶的对通过co2和o2两者的渗透的耐受性的增强。甚至在升高的温度以及相对湿度下,结果示出了这些多层瓶维持超过单层对照瓶的阻挡改善因子(bif)。表7.对于根据本披露的pef多层20g、12oz.的可口可乐经典玻璃瓶的co2阻挡改进数据对于超过单层瓶的这些pef多层20g、12oz的可口可乐经典玻璃瓶的co2阻挡改进(22℃,50%相对湿度(rh))的计算是基于假设pef的阻挡是pet(这将对应于半结晶的pet)的阻挡的7.0倍并且使用以下方程:bif=bpet(1-x)+bpef(x),其中bpet是pet的阻挡并且bpef是pef的阻挡并且x是pef的质量层分数。然而,理论上可能的是实现高达无定形pet的阻挡的19倍的pef阻挡。在较高温度和较高湿度(38℃,85%rh)下的co2阻挡改进的理论值匹配在是无定形pet的阻挡的16倍的pef阻挡处的实验值。已经观察到在对于超过单层pet瓶的多层瓶的氧气(o2)阻挡增强上的类似改进,如可以在以下表中看出的。假设pef的阻挡是半结晶的pet的阻挡的5.2倍,还进行了氧气阻挡改进的理论计算。这些结果证实了,将pef与pet结合在多层结构中可以致使该多层瓶的实质上增强的气体阻挡特性,而没有不利地影响这些多层容器的其他关键性能特征。使用对于参考22℃从科学文献(引用burgess等人)获得的pet和pef的co2和o2渗透性值计算对于单层和多层瓶的二氧化碳(co2tr)和氧气(o2tr)传递速率(这种计算可以在任何给定的温度如38c下工作,只要确定的是在任何温度(包括38c)下的具体聚合物的渗透性活化能)。对于多层膜结构,使用常规方程确定通过瓶壁的各自气体传递速率gtr(即,co2tr或o2tr):如下定义前述方程中的变量,具有(单位):a是在通过其气体渗透进行的颈口下方的瓶面积(m2),δp是穿过膜或瓶壁的传递气体的分压差(atm),li是第i个层在该多层瓶中的厚度(mil),pi是气体通过该多层瓶壁的第i个层的渗透性(cm3(stp)·mil/m2·d·atm),pam,i是气体通过该瓶的多层壁的第i个层的无定形相的渗透性,并且χi是该瓶壁的第i个层的结晶体积分数。经由以下方程计算bif:其中在前述方程中的下标i可以指的是pet或pef。如果指数i指的是pet,那么bif是单位元素(unity)。使用假设的共注射的瓶层厚度,使用以上方程用以下值计算gtr:对于co2,其中δp=4.20atm:pam,pet(22℃)=854cm3(stp)·mil/m2·d·atmχpet=0.35pam,pef(22℃)=46.2cm3(stp)·mil/m2·d·atmχpef=0.10对于o2,其中δp=0.21atm:pam,pet(22℃)=186cm3(stp)·mil/m2·d·atmχpet=0.35pam,pef(22℃)=18.7cm3(stp)·mil/m2·d·atmχpef=0.10在所有情况下,瓶表面积a是0.03076m2。使用以上值,对于二氧化碳co2的最大bif被确定为:并且,类似地对于氧气o2:因此,本披露还提供了一种聚酯多层瓶,该聚酯多层瓶包含具有在23℃小于约600cm3(stp)·mil/m2·d·atm的氧气渗透性或在23℃下小于约170cm3(stp)·mil/m2·d·atm的二氧化碳渗透性的至少一层fdca(2,5-呋喃二甲酸酯)-基聚酯、共聚酯、或聚酯或共聚酯共混物。定义为了更清楚地定义在此使用的术语,提供以下定义以进一步解释并且阐述本披露的不同方面,这些方面除非通过本披露本身或上下文另外指明在此是可适用的。在由通过引用结合在此的任何文献提供的任何定义或用法与在此提供的定义或用法冲突的方面,以在此提供的定义或用法为主。术语“碳酸软饮品(csd)”瓶或容器在此用于指设计为在压力下(例如碳酸化)使用的本披露的容器,关于该容器的预期内含物没有特别限制。总体上,除非上下文另有要求,术语“容器”与术语“瓶”可互换地使用。“共聚酯”树脂是含有以下单元的聚对苯二甲酸乙二酯-基聚酯树脂,这些单元衍生自该聚合物树脂结构中的至少一种其他二羧酸共聚单体连同对苯二甲酸共聚单体和/或该聚合物树脂结构中的至少一种其他二醇共聚单体连同乙二醇共聚单体。这些树脂还可以被称为是聚对苯二甲酸乙二酯(pet)-基共聚物或共聚酯树脂。典型地,总其他二羧酸共聚单体的摩尔分数或百分比小于对苯二甲酸共聚单体在该树脂中的摩尔分数或百分比。还典型地,总其他二醇共聚单体的摩尔分数或百分比典型地小于乙二醇共聚单体在该树脂中的摩尔分数或百分比。如在说明书和所附权利要求书中所使用的,单数形式“一个/一种”和“该”包括复数对象,除非上下文清楚地另外规定。因此,例如,如果接触表明或允许,则提及“光”包括单一光以及多于一种光的任何组合,如组合地使用多种uv光。贯穿说明书和权利要求书,词语“包括(comprise)”和该词语的变体,例如“包括着(comprising)”和“包括(comprises)”是指“包括但不限于”,并且并非旨在排除例如其他添加剂、组分、元件、或步骤。虽然组合物和方法就“包括”不同组分或步骤而言进行描述,但这些组合物和方法还可以“主要由这些不同组分或步骤组成”或者“由这些不同组分或步骤组成”。贯穿本说明书提及“一个(one)实施例”、“(an)实施例”或“多个实施例”是指与该实施例相关联地描述的具体特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此,在说明书中的不同位置中出现的短语“在一个(one)实施例中”或“在(an)实施例中”不必均关于同一实施例。此外,在一个或多个实施例中,能够以任何适合的方式组合这些具体特征、方面、结构或特性。“任选的”或“任选地”指的是随后描述的元件、组分、步骤或情况可能发生或可能不发生,并且指的是该描述包括其中该元件、组分、步骤或情况发生的情形以及其中其不发生的情形。贯穿此说明书,可以参考不同的出版物。这些出版物的披露内容由此通过引用结合在相关部分中以便更全面地描述所披露的主题涉及的现有技术水平。由于所披露的这些参考文件中所含的材料在依赖该引用文献的语句中被加以讨论所以它们还单独地或特别地通过引用结合在此。在由通过引用结合在此的任何文件提供的任何定义或用法与在此应用的定义或用法冲突的方面,以在此应用的定义或用法为准。除非另外指明,否则,当披露或要求保护任何类型的范围,例如大小、数值、百分比以及类似物的范围时,旨在独立地披露或要求保护此类范围可以合理地涵盖的每个可能数值,包括涵盖在其中的任何子范围或子范围的组合。当描述测量值的范围(例如大小或百分比)时,此类范围可以合理地涵盖的每个可能数值可以,例如,是指在具有比在该范围的端点存在的多一个有效数字的范围内的值,或者是指在与具有最有效数字的端点具有相同数量的有效数字的范围内的值,如在上下文中指出或允许的。例如,当描述百分比范围例如从85%至95%时,应理解本披露旨在涵盖85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、以及95%中的每一个,连同任何范围、子范围、以及涵盖在其中的子范围的组合。诸位申请人的意图是描述该范围的这两种方法是可互换的。因此,如果出于任何原因诸位申请人选择要求保护小于本披露的整个范围,例如,考虑申请人在递交本申请时不知道的文献,诸位申请人保留补充(provisoout)或排除任何此类组的任何单个成员,包括该组内的任何子范围或子范围组合的权利。在此可能将值或范围表述为“约”、从“约”一个具体值,和/或到“约”另一个具体值。当表述此类值或范围时,所披露的其他实施例包括从该一个具体值和/或到该另一个具体值的所叙述的特定值。类似地,当值被表述为近似值时,通过使用先行词“约”,应理解为该具体值形成另一个实施例。将进一步理解的是存在多个在此披露的值,并且每个值在此还被披露为除了该值本身之外的“约”那个具体值。在另一个方面中,使用术语“约”指的是设定值的±20%、设定值的±15%、设定值的±10%、设定值的±5%或者设定值的±3%。在美国专利商标局之前的任何申请中,出于满足37c.f.r.§1.72的要求的目的以及在37c.f.r.§1.72(b)中叙述的“使得美国专利商标局和公众总体上能够由粗略检查而迅速地确定技术披露的性质和要点”的目的提供本申请的摘要。因此,本申请的摘要不旨在用来解释权利要求书的范围或限制在此披露的主题的范围。此外,在此采用的任何标题也不旨在用于解释权利要求书的范围或限制在此披露的主题的范围。任何使用过去时态描述另外表示为建设性或预知性的实例不旨在反映该建设性或预知性实例实际上已经被实施。本领域技术人员将容易理解的是在此披露的示例性实施例中的许多变更是可能的,而不实质上背离根据本披露的新颖的传授内容和优点。因此,所有此类变更和等效物旨在包括在如在以下权利要求中限定的本披露的范围内。因此,将理解的是可以采取其不同的其他的方面、实施例、变更、以及等效物,在阅读在此的说明后,它们可以本身向本领域的普通技术人员表明而不偏离本披露的精神或这些所附权利要求的范围。诸位申请人保留补充任何选择、特征、范围、元素、或方面的权利,例如,以限制任何权利要求的范围,考虑诸位申请人可能不知道的在先披露。当前第1页12
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